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Julia Fernández Sandoval
hace 7 años
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1 PROBLEMA 4 Se tiende una línea aérea III de MT (20 KV) un día en que la temperatura ambiente media fue de 30ºC y se observó la presencia de un viento horizontal equivalente a una presión de 25 kg/m 2. Se sabe que, por otra parte, en un momento en que la temperatura era de 10ºC y NO existía viento apreciable, la flecha vertical registrada fue de 2'15 metros. Se desea conocer: 1º) La tensión a la que se ejecutó el tendido de la línea. 2º) El coeficiente de seguridad mecánica del cable conductor en el momento en que se den las condiciones más desfavorables previstas por el vigente Reglamento para la zona por la que discurre el trazado de la línea considerada. DATOS: Zona C: Conductor LA-40; S = 43'1 mm 2 ; d = 8'4 mm Carga de rotura = kg; " = 19'1 x 10-6 ºC -1 ; E = kg/mm 2 Peso unitario: p 0 = 0'15 kg/m El tramo de línea estudiado consta de "n" VANOS de longitud (igual para todos) 100 metros. Se supone, además, que todos los apoyos son de igual altura y se encuentran implantados al mismo nivel. ))))))))))))))))))))))))) SOLUCIÓN 1º) Se procederá a comparar las dos situaciones siguientes: Situación 1: Temperatura: 2 1 = 10ºC 13

Se desea conocer: 1º) La tensión a la que se ejecutó el tendido de la línea.

2 T 1 ' 0'15 2 ' 0' (kg/m)/mm 43'1 Del valor de la flecha: f 1 = 2'15 metros, se deduce: t 1 ' a 2 T 1 ' ' ' 2'023 kg/mm 2 8 f 1 8 2'15 Situación 2: Temperatura: 2 2 = 30ºC ' 0 % T2 V ' 0' % ' 0' (kg/m)/mm 2 " " a calcular. 25 0' '1 La ecuación de cambio de condiciones se escribirá en la forma: 2 ' 2 & ( & " E )2) ' a 2 E 2 siendo: ' t 1 & a 2 E 1 1 En este caso: ' 2'023 & ' ' &7'966 kg/mm 2 2'023 2 ' 2'023 & 9'989 ' 14

3 o sea: Por otra parte: )2 ' 2 2 & 2 1 ' 30 &10 ' 20ºC 2 & (&7'966 & '1 10&6 20) ' ' ' ( % 11'06) ' 121 Resuelta esta ecuación: ' 2'94 kg/mm 2 ó ' 2'94 43'1 ' 126'71 kg 2º) De nuevo se procederá a comparar dos situaciones de tendido: Situación 1: 2 1 ' 10ºC ; T 1 ' 0' (kg/m)/mm 2 ; t 1 ' 2'023 kg/mm 2 Situación 3: Temperatura: 2 3 = -20ºC T 3 % T H ' 0' % ' 0' (kg/m)/mm 2 0'36 8'4 43'1 ' 0' % 0'02083 ' "t 3 " a calcular. En este caso: = -7'966 kg/mm 2 (conforme se calculó en el Apartado anterior): )2 ' 2 3 & 2 1 ' &20 & 10 ' &30ºC 15

situaciones de tendido: Situación 1: 2 1 ' 10ºC ; T 1 ' 0'0034803 (kg/m)/mm 2 ; t 1 ' 2'023 kg/mm 2 Situación 3: Temperatura: 2 3 = -20ºC T 3 % T H '

4 escribirá: En consecuencia, la ecuación de cambio de condiciones correspondiente se 3 t 3 & (&7'966 & '1 10&6 (&30) ' ' ' Esta ecuación, una vez simplificada, se convierte en: 3 (t 3 % 3'325) ' La solución de esta ecuación es: t 3 ' 12'73 kg/mm 2 ó T 3 ' 12'73 43'1 ' 548'66 kg El coeficiente de seguridad pedido valdrá: C.S. ' '66 ' 2'55 algo mayor que el valor reglamentariamente establecido para cables, que es de 2'5, pero menor que el generalmente utilizado (3). 16

601 La solución de esta ecuación es: t 3 ' 12'73 kg/mm 2 ó T 3 ' 12'73 43'1 ' 548'66 kg El coeficiente de seguridad pedido

5 PROBLEMA 5 Para un determinado vano de una línea eléctrica aérea AT situado en la zona B se observa que un día en que la temperatura era de C y existía sobre los cables un manguito de hielo equivalente a una sobrecarga de 0'67 Kg/m, la tensión unitaria era de 12 Kg/mm Se desea saber a que tensión debía efectuarse el tendido si la temperatura en el momento de la operación fue de 30 0 C y no existía sobrecarga. 2.- Asimismo se quiere conocer la tensión a que estará sometido el cable cuando se den las condiciones más desfavorables, así como su flecha. 3.- En las condiciones del apartado 2 determinar si el cable está dentro de los límites de seguridad mecánica considerando un coeficiente de seguridad de 3. DATOS: Sección del conductor: S = 54'6 mm 2 Peso del conductor: p 0 = 0'19 kg/m. Coeficiente de dilatación lineal: " = 19'1 x 10-6 ºC -1. Módulo de elasticidad: E = kg/mm 2. Longitud del vano: a = 100 m. Carga de rotura: 1673 Kg. Diámetro aparente del cable: 9'45 mm. ))))))))))))))))))))))))) SOLUCIÓN 1º) En las condiciones de comprobación se tiene: T 1 % T H ' 0'19 % 0'67 54'6 ' 0' (kg/m)/mm 2 t 1 ' 12 kg/mm 2 ; 2 1 ' &15ºC Para la situación de tendido sería: 17

Kg/mm 2. 1.- Se desea saber a que tensión debía efectuarse el tendido si la temperatura en el momento de la operación fue de 30 0 C y no existía sobrecarga. 2.- Asimismo se quiere conocer la tensión a que estará sometido el cable cuando se den las condiciones más desfavorables, así como su flecha.

6 resulta: ' 0'19 54'6 ' 0' (kg/m)/mm 2 ; 2 2 ' 30ºC : a determinar. Con estos datos: ' t 1 & a 2 1 E 1 ' 12 & ' ' 12 & 6'1 ' 5'9 kg/mm 2 La ecuación de cambio de condiciones correspondiente se escribirá: 2 & (5'9 & 18'8 10& ) ' ' ' o sea: 2 ( % 1'291) ' 42'89 cuya solución es: ' 3'118 kg/mm 2 y: ' 3'118 54'6 ' 170' kg 2º) Se procederá a comparar: 1) Situación de tendido: 18

500 0'015751 2 12 2 ' 12 & 6'1 ' 5'9 kg/mm 2 La ecuación de cambio de condiciones correspondiente se

7 t 1 ' 3'118 kg/mm 2 ; T 1 ' 0' (kg/m)/mm ' 30ºC 2) Condiciones más desfavorables: % T H ' 0'19 0'18 9'45 % ' 0' (kg/m)/mm 2 54'6 54'6 2 2 ' &15ºC : a determinar. Para este supuesto: ' 3'118 & ' '118 2 ' ' 3'118 & 4'411 ' &1'293 kg/mm 2 y la ecuación de cambio de condiciones sería ahora: 2 & (&1'293 & 18'8 10& [&45]) ' ' ' o sea: 2 ( & 5'898) ' 656'41 cuya solución es: ' 11'163 kg/mm 2 por lo que: 19

500 0'0034798 2 3'118 2 ' ' 3'118 & 4'411 ' &1'293 kg/mm 2 y la ecuación de cambio de condiciones sería ahora: 2 &

8 ' 11'163 54'6 ' 609'5 kg La flecha correspondiente valdrá: f 2 ' a 2 ' ' ' 1'5 m '163 3º) El coeficiente de seguridad del segundo apartado tendrá por valor: C.S. ' '5 ' 2'745 El vigente Reglamento Electrotécnico de líneas aéreas AT prescribe un coeficiente de seguridad de 3 para conductores formados por un solo hilo y de 2'5 para conductores cableados. condiciones de seguridad. En consecuencia, y según la letra del Reglamento, el cable está dentro de las Como es práctica usual adoptar el valor de 3 como coeficiente de seguridad, también para conductores cableados, desde ese punto de vista el conductor trabajaría fuera de los límites de la seguridad aceptada por encima de los preceptos reglamentarios. 20

5 m 8 8 11'163 3º) El coeficiente de seguridad del segundo apartado tendrá por valor: C.S. ' 1.

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